JP2017172259A - 耐火木製構造材 - Google Patents
耐火木製構造材 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017172259A JP2017172259A JP2016060925A JP2016060925A JP2017172259A JP 2017172259 A JP2017172259 A JP 2017172259A JP 2016060925 A JP2016060925 A JP 2016060925A JP 2016060925 A JP2016060925 A JP 2016060925A JP 2017172259 A JP2017172259 A JP 2017172259A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- wood
- load support
- wooden
- late
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Building Environments (AREA)
Abstract
Description
本発明の第1実施形態の耐火木製構造材1は、木造建築物の梁として使用される構造用の角材であり、使用時に鉛直方向の上側に配される上面a、鉛直方向の下側に配される下面b、及び2つ側面c,cを有している。
本発明の第2実施形態の耐火木製構造材1Aは、木造建築物の柱として使用される構造用の角材であり、使用時に鉛直方向に延びて配される4側面e1〜e4を備えている。
第1及び第2実施形態の耐火木製構造材1,1Aは、図1(a)及び図2(a)に示すように、それぞれの断面に、長期荷重を支持する木製の荷重支持部11と該荷重支持部11を被覆する木製の燃えどまり層12とを備えている。荷重支持部11は、荷重支持部11単独で、固定荷重、積載荷重、積雪荷重の長期に生ずる荷重(長期荷重)に対して構造耐力上安全であるようにその断面設計がなされる。斯かる断面設計は公知である。
これに対して、第1及び第2実施形態の耐火木製構造材1,1Aにおいては、燃えどまり層12の構成木材に、晩材率が20%以上であり且つ晩材寸法が0.6mm以上である樹種の木材を用いていることによって、燃えどまり層12の燃焼時に形状保持性に優れた炭化層が形成される。また、晩材率が20%以上であり且つ晩材寸法が0.6mm以上である樹種の木材は、一定の熱容量を有していることから、断熱を期待できる形状保持性に優れた炭化層下の熱容量を効率的にいかすことで、より高い耐火性能が得られる。
晩材率(%)は、図3(a)に示すように、樹木の半径方向に延びる直線Lに沿って、晩材61の長さL1と早材62の長さL2と年輪の間隔L3とを測定したときに、下記式で表される。
晩材率(%)=(晩材の長さL1/年輪の間隔L3) ×100・・・(1)
晩材寸法とは、上記の晩材部分の長さL1自体である。
晩材率や晩材寸法は、構造材の横断面の10箇所以上で年輪の間隔L3及び晩材61の長さL1を測定し、その長さL1及び算出した晩材率の平均を、晩材寸法及び晩材率とする。横断面は、構造材の長手方向の中央部の断面とすることが好ましい。図1(b)、図2(b)、図5(b)、図6(b)及び図7(b)に示すように、燃えどまり層12が、複数のラミナの積層体20、23〜25からなる場合、荷重支持部11の周囲に位置するラミナ2を10本以上選択し、選択したラミナのそれぞれについて、年輪の間隔L3及び晩材61の長さL1を測定して、長さL1及び晩材率を算出し、その10本以上のラミナについての長さ1及び晩材率の平均値を、その燃えどまり層の構成木材の晩材寸法及び晩材率とする。長さL1及び晩材率を算出するラミナは、荷重支持部11の周囲における特定の箇所のラミナに集中しないように選択する。また、図3(b)は、耐火木製構造材の全体又は一部がラミナ積層体からなる場合の個々のラミナの年輪の形成状態の例を示す図である。図3(b)中に示すラミナ2Aのように、樹芯67を含むラミナ2については、その樹芯67と、該樹芯67からの距離が最も遠い面66Aとの間の中央部に位置する年輪64Aの間隔L3及び晩材61の長さL1を、当該ラミナ2についての年輪の間隔L3及び晩材61の長さL1とする。
図1及び図2に示すように、第1及び第2実施形態の耐火木製構造材1,1Aは、晩材率が20%以上且つ晩材寸法が0.6mm以上の木材を構成木材とする複数の板状のラミナ2を各ラミナ間に配した接着剤を介して積層接着して2本のラミナ積層体20を得、そのラミナ積層体20どうしを接着剤を介して接合して得られたものである。従って、第1及び第2実施形態の耐火木製構造材1,1Aにおける荷重支持部11とその周囲の燃えどまり層12とは、同一樹種の木材からなり、燃えどまり層12と同様に荷重支持部11も、晩材率が20%以上且つ晩材寸法が0.6mm以上の木材からなる。また、第1実施形態の耐火木製構造材1を構成するラミナ2は、同一樹種の木材から構成されたものである。第2実施形態の耐火木製構造材1Aを構成するラミナ2も、同一樹種の木材から構成されたものである。ラミナ2は、耐火木製構造材1,1Aの長手方向(軸方向に同じ)と同方向に長い形状を有している。個々のラミナ2は、耐火木製構造材1,1Aの長手方向の全長に亘って連続する一枚の挽き板等であっても良いが、ラミナの全部又は一部は、複数の挽き板等をフィンガージョイント等の接合方法で長手方向に継いだものであっても良い。
なお、第1実施形態の耐火木製構造材1は、梁用の構造材であり、使用時に上面aには、耐火性能を有する床が載ることにより、荷重支持部11が被覆されるため、荷重支持部11の上側を被覆する上部燃えどまり層は設けていない。
第3実施形態の耐火木製構造材1Bは、第1実施形態の耐火木製構造材1と同様に、木造建築物等の梁として使用される構造用の角材である。第4実施形態の耐火木製構造材1Cは、第2実施形態の耐火木製構造材1Aと同様に、木造建築物等の柱として使用される構造用の角材である。第3実施形態の耐火木製構造材1Bについては、第1実施形態と異なる点について説明し同様の点については説明を省略する。第4実施形態の耐火木製構造材1Cについては、第2実施形態と異なる点について説明し同様の点については説明を省略する。
第3及び第4実施形態の耐火木製構造材1B,1Cは、木製の荷重支持部11と、荷重支持部11を被覆する木製の燃えどまり層12とが、異なる樹種の木材から形成されているが、同一の樹種の木材から形成されていても良い。
第3実施形態の耐火木製構造材1Bにおいては、晩材率が20%以上且つ晩材寸法が0.6mm以上の木材を構成木材とする複数の板状のラミナ2を接着剤を介して積層接着して得たラミナ積層体24,25が、荷重支持部11に接着剤を介して接合されている。またラミナ積層体24とラミナ積層体25との間も接着剤を介して接合されている。それによって、荷重支持部11の幅方向Xの両側を被覆する側部燃えどまり層12c及び該荷重支持部11の下側を被覆する下部燃えどまり層12bが形成されている。
第4実施形態の耐火木製構造材1Cにおいては、晩材率が20%以上且つ晩材寸法が0.6mm以上の木材を構成木材とする複数の板状のラミナ2を接着剤を介して積層接着して得たラミナ積層体24,25が、荷重支持部11に接着剤を介して接合されている。また、ラミナ積層体24とラミナ積層体25との間も接着剤を介して接合されている。それによって、荷重支持部11をその全周に亘って囲む燃えどまり層12が形成されている。
また、第3及び第4実施形態の耐火木製構造材1B,1Cにおいては、荷重支持部11の木材に、燃えどまり層12の構成木材とは異なる木材を用いることができるため、例えば、荷重支持部11の構成木材に安価な木材や入手の容易な木材を用いて、耐火木製構造材の製造コストを抑制や製造効率の向上を図ることができる。
第4実施形態の耐火木製構造材1Cは、第2実施形態の耐火木製構造材1Aと同様に、使用時に水平方向に沿う横断面の中央部に荷重支持部11を有し、その横断面における荷重支持部11の周囲にその全周に亘る燃えどまり層12が形成されている。第4実施形態の耐火木製構造材1Cの燃えどまり層12は、4側面e1〜e4のいずれにおいても、少なくとも1時間以上の耐火性を有している。荷重支持部11の周囲に設定する燃えどまり層12の厚みLe1〜Le4も、50mm以上が好ましく、70mm以上が更に好ましい。
燃えどまり層12を、荷重支持部11よりも熱容量の大きい木材から構成することで、荷重支持部11への熱の流入を一層効果的に抑制できる。
他方、例えば第3及び第4実施形態の耐火木製構造材1B,1Cのように、荷重支持部11の全体又は主要部を構成する木材が、燃えどまり層12の構成木材とは連続しない木材である場合、燃えどまり層12と荷重支持部11とで、構成木材の晩材率及び晩材率の一方又は双方を異ならせることができる。その場合、燃えどまり層12の構成木材は、晩材率が荷重支持部11の構成木材より高いか、又は晩材寸法(L1の平均値)が荷重支持部11の構成木材より長いことが好ましく、晩材率が荷重支持部11の構成木材より高く且つ晩材寸法が荷重支持部11の構成木材より長いことが更に好ましい。
荷重支持部11の晩材率及び晩材寸法は、構造材の荷重支持部11の横断面の10箇所以上で年輪の間隔L3及び晩材61の長さL1を測定し、その長さL1及び算出した晩材率の平均を晩材寸法及び晩材率とする。横断面は、構造材の長手方向の中央部の断面とすることが好ましい。荷重支持部11がラミナ積層体からなる場合は10本以上のラミナについて、晩材率及び晩材寸法を測定し、その平均値を荷重支持部11の晩材率及び晩材寸法とする。ラミナの本数が10本に満たない場合は、10本にできるだけ近い本数のラミナについて晩材率及び晩材寸法を測定し、その平均値とする。
また、第3及び第4実施形態の耐火木製構造材1B,1Cにおいては、荷重支持部11の木材に、燃えどまり層12の構成木材とは異なる木材を用いることができるため、例えば、荷重支持部11の構成木材に安価な木材や入手の容易な木材を用いて、耐火木製構造材の製造コストを抑制や製造効率の向上を図ることができる
また、前述した第1〜第4の耐火木製構造材1,1A〜1Cは、いずれも、金属製の補強材や、非木材からなる不燃材を含んでいない。薬剤処理木材や不燃材料等の異種材料を組み合わせた断面構成を有すると、製造工程が複雑化し、リードタイムも長くなり、製造コストが大幅に増大するが、前述した第1〜第4の耐火木製構造材1,1A〜1Cのように、金属製の補強材や非木材からなる不燃材を含まないことで、製造工程の大幅な複雑化を防止しつつ効率よく製造可能であり、製造コストの抑制も可能である。
第5実施形態の耐火木製構造材1Dも、第1実施形態の耐火木製構造材1と同様に、木造建築物等の梁として使用される構造用の角材であるが、第1実施形態の耐火木製構造材1よりも大断面の角材である。第5実施形態の耐火木製構造材1Dについては、第1実施形態と異なる点について説明し同様の点については同様の符号を付して説明を省略する。
第5実施形態の耐火木製構造材1Dは、晩材率が20%以上且つ晩材寸法が0.6mm以上の木材を構成木材とする複数の板状のラミナ2を各ラミナ間に配した接着剤を介して積層接着して4本のラミナ積層体20を得、その4本のラミナ積層体20を接着剤を介して接合して得られたものである。第5実施形態の耐火木製構造材1Dにおける荷重支持部11とその周囲の燃えどまり層12は、同一樹種の木材からなり、燃えどまり層12と同様に荷重支持部11も、晩材率が20%以上且つ晩材寸法が0.6mm以上の木材からなる。また、第5実施形態の耐火木製構造材1Dを構成するラミナ2は、同一樹種の木材から構成されたものである。
第5実施形態の耐火木製構造材1Dによれば、第1実施形態の耐火木製構造材1と同様の効果が奏される。
例えば、第3及び第4実施形態の耐火木製構造材1B,1Cの荷重支持部11は、2本のラミナ積層体22からなるものに代えて幅広の1本のラミナ積層体から形成しても良く、また1本の無垢材から形成しても良い。また、本発明の耐火木製構造材における、荷重支持部や燃えどまり層の構成材として、棒状の木材が、耐火木製構造材の幅方向X、高さ方向Y及び長手方向に集積した集成材を用いても良い。
また、本発明の耐火木製構造材は、その横断面において、燃えどまり層が、荷重支持部の周囲を全周に亘って被覆しているものであっても良く、そのようなものは、木造建築物の梁の他、柱として好適に用いられる。また、本発明の耐火木製構造材は、その横断面形状が、長方形に代えて正方形状のものであっても良い。
カラマツ〔晩材率24.4%(平均値)、晩材寸法0.79mm(平均値)〕から得られたラミナ2を積層接着して2本のラミナ積層体20を形成し、そのラミナ積層体20を2本接合して図1に示す概略構成を有する耐火木製構造材を得た。ラミナ間の接着及びラミナ積層体どうしの接着には、レゾルシノール樹脂接着剤を用いた。
製造した耐火木製構造材の断面構成は、高さT(図1参照)が210mm、幅W(図1参照)が120mmの荷重支持部11を設定し、その幅方向の両側に、厚さLcが55mmの側部燃えどまり層12c,12c、下側に厚さLbが85mmの下部燃えどまり層12bを設けた構成とした。
ベイマツ〔晩材率24.7%(平均値)、晩材寸法0.81mm(平均値)〕から得られたラミナ2を用いる以外は、実施例1と同様にして、耐火木製構造材を得た。
(比較例1)
レッドウッド〔晩材率29.8%(平均値)、晩材寸法0.43mm(平均値)〕から得られたラミナ2を用いる以外は、実施例1と同様にして、耐火木製構造材を得た。
カラマツ〔晩材率24.4%(平均値)、晩材寸法0.79mm(平均値)〕から得られたラミナ2を積層接着して図8に示す形態及び寸法のラミナ積層体からなる実施例3の耐火木製構造材を製造した。ラミナ間の接着には、レゾルシノール樹脂接着剤を用いた。実施例3の耐火木製構造材は、荷重支持部の全体又は一部に相当する支持部相当部11Hの片面に、厚み55mmの側部燃えどまり層12cを設けた構成の性能評価用の試験体である。
(比較例2)
スギ〔晩材率14.0%(平均値)、晩材寸法0.32mm(平均値)〕から得られたラミナ2を用いる以外は、実施例3と同様にして、図8に示す形態及び寸法のラミナ積層体からなる比較例2の耐火木製構造材を製造した。比較例2の耐火木製構造材は、荷重支持部の全体又は一部に相当する支持部相当部11Hの片面に、厚み55mmの側部燃えどまり層12cを設けた構成の性能評価用の試験体である。
(燃焼試験1)
実施例1,2及び比較例1で得られた耐火木製構造材を、その上面を不燃材の床板で断熱した状態に支持して燃焼炉に収容した。そして、下面側から通常の火災を想定したISO834標準加熱により1時間加熱を行い、加熱終了後3時間以上の炉内放冷を行った。
実施例1,2の耐火木製構造材においては、図9(a)及び図9(b)に示すように、燃焼後の表面に、炭化した燃えどまり層が略均一な状態に存在しているのに対して、レッドウッドを用いた比較例1においては、図9(c)に示すように、燃焼後の表面に、炭化した燃えどまり層が脱落した部分が多数認められた。
実施例3及び比較例2で得られた耐火木製構造材を、側部燃えどまり層12c側からの1面加熱となるように燃焼炉に収容した。そして、側部燃えどまり層12cに通常の火災を想定したISO834標準加熱により1時間加熱を行い、加熱終了後3時間以上の炉内放冷を行った。その際、加熱面表面からの深さが、45mm、60mm、75mmとなる各位置における温度変化を計測し、各深さにおける温度の経時的変化を記録した。結果を図10に示す。
実施例3の耐火木製構造材においては、図10に示すように、深さ45mmの位置において、加熱中から放冷中にかけて木材が炭化する目安温度である260℃を下回っているのに対して、スギを用いた比較例2においては、深さ60mmの位置で260℃を超えており、深さ75mmにおいても、260℃付近まで上昇することが確認された。
11 荷重支持部
12 燃えどまり層
L1 晩材寸法
2 ラミナ
6 木部
61 晩材
62 早材
64 年輪
Claims (6)
- 長期荷重を支持する木製の荷重支持部と該荷重支持部を被覆する木製の燃えどまり層とを備え、
前記燃えどまり層の構成木材は、晩材率が20%以上、晩材寸法が0.6mm以上である、耐火木製構造材。 - 前記燃えどまり層の構成木材は、晩材率が、前記荷重支持部の構成木材より高く、晩材寸法が、前記荷重支持部の構成木材より長い、請求項1に記載の耐火木製構造材。
- 前記燃えどまり層と前記荷重支持部との境界に、前記燃えどまり層の構成部材と前記荷重支持部の構成部材との接合部が存在している、請求項1又は2に記載の耐火木製構造材。
- 前記燃えどまり層の構成部材が、単一樹種から形成されている、請求項3に記載の耐火木製構造材。
- 前記燃えどまり層は、前記荷重支持部よりも熱容量が大きい、請求項1〜4の何れか1項に記載の耐火木製構造材。
- 前記荷重支持部は、断面形状が長方形であり、該長方形の短辺を形成する面を被覆する燃えどまり層の厚みが、該長方形の長辺を形成する面を被覆する燃えどまり層の厚みより厚い、請求項1〜5の何れか1項に記載の耐火木製構造材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016060925A JP6647104B2 (ja) | 2016-03-24 | 2016-03-24 | 耐火木製構造材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016060925A JP6647104B2 (ja) | 2016-03-24 | 2016-03-24 | 耐火木製構造材 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019004786A Division JP6698185B2 (ja) | 2019-01-15 | 2019-01-15 | 耐火木製構造材の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017172259A true JP2017172259A (ja) | 2017-09-28 |
JP6647104B2 JP6647104B2 (ja) | 2020-02-14 |
Family
ID=59970545
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016060925A Expired - Fee Related JP6647104B2 (ja) | 2016-03-24 | 2016-03-24 | 耐火木製構造材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6647104B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6469925B1 (ja) * | 2018-08-24 | 2019-02-13 | 株式会社中東 | 耐火性構造部材及びその製造方法 |
JP2020023853A (ja) * | 2018-08-08 | 2020-02-13 | 住友林業株式会社 | 耐火木製構造材 |
JP2020045720A (ja) * | 2018-09-20 | 2020-03-26 | 住友林業株式会社 | 構造材の接合構造 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005048585A (ja) * | 2003-07-17 | 2005-02-24 | Ohbayashi Corp | 構造材および建築物 |
JP2008031743A (ja) * | 2006-07-28 | 2008-02-14 | Tokyo Univ Of Agriculture & Technology | 耐火集成材 |
JP2010242488A (ja) * | 2009-03-13 | 2010-10-28 | Akita Prefectural Univ | 木質構造用複合部材およびその製造方法 |
JP5492932B2 (ja) * | 2012-04-24 | 2014-05-14 | 株式会社竹中工務店 | 構造材及び建築物 |
-
2016
- 2016-03-24 JP JP2016060925A patent/JP6647104B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005048585A (ja) * | 2003-07-17 | 2005-02-24 | Ohbayashi Corp | 構造材および建築物 |
JP2008031743A (ja) * | 2006-07-28 | 2008-02-14 | Tokyo Univ Of Agriculture & Technology | 耐火集成材 |
JP2010242488A (ja) * | 2009-03-13 | 2010-10-28 | Akita Prefectural Univ | 木質構造用複合部材およびその製造方法 |
JP5492932B2 (ja) * | 2012-04-24 | 2014-05-14 | 株式会社竹中工務店 | 構造材及び建築物 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020023853A (ja) * | 2018-08-08 | 2020-02-13 | 住友林業株式会社 | 耐火木製構造材 |
JP6469925B1 (ja) * | 2018-08-24 | 2019-02-13 | 株式会社中東 | 耐火性構造部材及びその製造方法 |
JP2020033858A (ja) * | 2018-08-24 | 2020-03-05 | 株式会社中東 | 耐火性構造部材及びその製造方法 |
JP2020045720A (ja) * | 2018-09-20 | 2020-03-26 | 住友林業株式会社 | 構造材の接合構造 |
JP7071249B2 (ja) | 2018-09-20 | 2022-05-18 | 住友林業株式会社 | 構造材の接合構造 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6647104B2 (ja) | 2020-02-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6414670B2 (ja) | 耐火集成材 | |
JP2017172259A (ja) | 耐火木製構造材 | |
JP4292119B2 (ja) | 構造材および建築物 | |
JP2017218820A (ja) | 耐火木製構造材 | |
JP7004949B2 (ja) | 耐火構造物 | |
JP4065416B2 (ja) | 構造材および建築物 | |
JP2005036456A (ja) | 構造材および建築物 | |
JP6716486B2 (ja) | 耐火木製構造材及び耐火木製部材 | |
JP2008002189A (ja) | 複合木質構造材および複合木質構造材の製造方法 | |
JP6698185B2 (ja) | 耐火木製構造材の製造方法 | |
JP2017053098A (ja) | 木質構造部材の接合構造 | |
JP6348692B2 (ja) | 耐火木質部材、及び耐火木質部材の製造方法 | |
JP2010242488A (ja) | 木質構造用複合部材およびその製造方法 | |
JP5492932B2 (ja) | 構造材及び建築物 | |
JP6338103B2 (ja) | 耐火集成材 | |
JP6670535B2 (ja) | 耐火構造物 | |
JP6913575B2 (ja) | 耐火木製構造材 | |
JP6716493B2 (ja) | 集成材による耐火梁の接合部構造 | |
JP7071249B2 (ja) | 構造材の接合構造 | |
JP6590187B2 (ja) | 木質材と鉄骨材の接合部構造 | |
JP2020023853A (ja) | 耐火木製構造材 | |
JP5597369B2 (ja) | 耐火被覆木材及びその製造方法 | |
JP5358067B2 (ja) | 建築物 | |
JP7087261B2 (ja) | 木質構造部材 | |
JP6864996B2 (ja) | 構造部材 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171114 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180905 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181002 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20181128 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181219 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190604 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190801 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200107 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200114 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6647104 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |